1、第 14 讲 功和功率、机械能一、选择题1(2012荆州 )今年是奥运年，暑假里我们可以坐在家中观看奥运比赛直播奥运选手中也不乏荆州运动健儿，公安县举重运动员田源就是奥运冠军的有力争夺者如图是世界冠军田源比赛时的图片下列有关她比赛的一些说法，你认为正确的是 ( )A她在抓举时把杠铃从地上举到头顶的过程中没有做功B她在挺举时把杠铃举过头顶稳稳地停留了 3 秒钟，在停留过程中她做了功C她把杠铃稳稳举起停留在空中时，人对杠铃的支持力和杠铃的重力是一对平衡力D她站在世界冠军的领奖台上，受到的重力与支持力是一对相互作用力解析 A她在抓举时，对杠铃施加了力，并且在力的方向上移动了距离，对杠铃做了功，故 A
2、 错；B.在停留过程中，对杠铃施加了力，但没有在力的方向上移动距离，对杠铃不做功，故 B 错；C.她把杠铃稳稳举起停留在空中时，杠铃受到支持力和重力的作用保持静止，二力是一对平衡力，故 C 正确；D.她站在世界冠军的领奖台上，受到重力和支持力的作用保持静止，二力是一对平衡力，故 D 错故选 C.答案 C2(2013日照 )如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中 ( )A重力势能增加、动能减小B重力势能减小、动能增加C重力势能增加、动能增加D重力势能不变、动能不变解析 “天宫一号”从远地点向近地点运行
3、的过程中，高度减小，重力势能减少，因为机械能守恒，所以动能增加故选 B.答案 B3(2012浙江衢州 )为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离关于该实验的说法中，不正确的是 ( )A该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小B该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等C在选择实验器材时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素D实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度解析 A球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里
4、采用了转换法的思想，故该选项说法正确；B.球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等；故该选项说法正确；C.斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在选择实验器材时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故该选项说法不正确；D.让球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球滚到水平面上时获得不同的运动速度，故该选项说法正确答案 C4 (2012自贡)如图所示，用滑轮组提升重物时，重 800 N 的物体在 10 s 内匀速上升了 1 m已知拉绳子的力 F 为 500 N，则
5、提升重物的过程中 ( )A做的有用功是 800 JB拉力 F 的功率是 80 WC绳子自由端被拉下 3 mD滑轮组的机械效率是 60%解析 (1)W 有用 Gh800 N1 m800 J，故 A 正确；(2) 由图知，n2，s2 h21 m 2 m，故 C 错；(3)W 总 Fs500 N2 m1 000 J，PW 总 /t1 000 J/10 s100 W，故 B 错；(4)滑轮组的机械效率 W 有用 /W 总 100%800 J/1 000 J100%80%，故 D 错答案 A5(2012凉山州 )两个完全相同的滑轮，分别以图中两种方式，将重为 G 的物体以相同的速度匀速竖直提升了 10
6、m，不计绳重和摩擦，以下判断正确的是 ( )A甲的机械效率大于乙的机械效率B甲的机械效率小于乙的机械效率CF 1 和 F2 做的功相等DF 1 做的功大于 F2 做的功解析 不计绳重和摩擦，甲图使用定滑轮时可以认为不做额外功，机械效率等于 1；乙图使用动滑轮时，除提起物体外，还必须提起动滑轮，对动滑轮做的是额外功，所以机械效率一定小于 1.故 A 正确， B 错误甲乙两图对物体做的功是相同的，但乙图拉力 F 除了对物体做功外，还要对动滑轮做功，所以做的功要多一些故 C、D 错误答案 A6(2013湘西州 )在水平地面上，用 50 N 的水平拉力拉重为 100 N 的小车，使小车沿水平方向前进了
7、 5 m，这时拉力所做的功是 ( )A50 J B250 J C750 J D0 J解析 W Fs50 N5 m250 J.答案 B二、非选择题7(2012杭州 )如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力 F1 作用于 ab 的中点，第二次用竖直向上的力 F2 作用于bc 的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动 h(habbc )，则在上述过程中 F1_F2(选填“大于” 、 “小于”或“等于”)；F 1 所做的功_F2 所做的功( 选填 “大于” 、 “小于”或“等于”)；第一次克服重力所做的功_第二次克服重力所做的功(选镇“大于” 、 “小于”或“等于”)
8、 解析 F 1 和 F2 向上拉物体时，动力臂的长度均为阻力臂长度的 2 倍，则动力的大小也均为阻力大小的一半，即长方体砖重力大小的一半F 1 和 F2 在竖直方向上均移动 h，由 WFs 得，F 1 和 F2 所做的功大小相等在两次移动过程中，重心移动的高度也相等，重力大小不变则两次克服重力所做的功也相等此题为考查杠杆动态变化和做功的综合题，考查了学生对杠杆动态变化过程中的力臂与力大小的理解，及在不同情况下做功大小的比较学生容易找错杠杆力臂，找不到等量关系，难度中等，属于易错题型答案 等于 等于 等于8(2013镇江 )如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片由图可知，下落
9、过程中，皮球的速度_，离开地面上升的过程中，皮球的重力势能_，动能_皮球运动过程中的机械能_(均选填“增大” 、 “减小”或“不变”)解析 (1)皮球下落过程中，由于受到重力的作用，皮球的速度越来越大；(2)皮球离开地面上升的过程中，质量不变，高度增加、速度减小，因此重力势能增大，动能减小，由于空气阻力的作用，机械能减小答案 增大 增大 减小 减小9(2013长沙 )2013 年长沙体育中考，男生新设引体向上项目如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了 12 个规范的引体向上已知小云的质量为 60 kg，每次引体向上他能将自身重心提高 0.4 m，则小云每做一次引体向 上所做的功为_J，
10、整个过程中的平均功率为_W(g取 10 N/kg)解析 (1)小云的重力： Gmg60 kg10 N/kg600 N，小云每一次引体向上所做的功：WGh600 N0.4 m240 J；(2)小云半分钟做的总功：W 总240 J12 2 880 J，t0.5 min30 s，小云做功的平均功率：P W总t96 W.2 880 J30 s答案 240 9610(2013丽水 )压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程某型号压路机质量为 3104kg，发动机的额定功率为 120 kW，g 取 10 N/kg.求：(1)如图所示该压路机
11、在沥青路面辗压时，压路机对水平路面的压强为 2105 Pa，压路机对水平路面的压力为多少 N？压路机与路面的接触面积为多少m2?(2)该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶 500 s，发动机所做的功为多少 J?(3)该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以 4 m/s 的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少 N？压路机受到的阻力为多少 N?解析 (1)压力等于重力即 Fmg 由 pF /S 求 S(2)发动机所做的功 WPt12010 3W500 s610 7J；(3)PW/tFs/tF v 则 F 310 4N，根据二力平衡条件，Pv 120103 W4 m/s压路机受到的阻
12、力 fF310 4N.答案 (1)压路机对路面的压力 Fmg310 4kg10 N/kg310 5 N根据 pF/S压路机与路面的接触面积 SF/p 310 5N/2105Pa1.5 m 2；(2)发动机所做的功 WPt1.210 5 W500 s610 7 J；(3)根据 PFv压路机的牵引力 FP/v 310 4 N1.2105 W4 m/s根据二力平衡条件，压路机受到的阻力 fF310 4 N.11(2013内江中考 )如图甲所示，物体在水平拉力 F12 N 的作用下，沿水平地面向右做直线运动，传感器发出的超声波遇到运动的物体后将被反射回传感器，传感器显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的 st 图象，如图乙所示则：(1)在 015 s 内，物体受到的摩擦力的大小是多少？方向如何？(2)在 015 s 内，拉力 F 的功率是多少？解析 (1)由图象可知，在 015 s 内，物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力 fF12 N，方向：水平向左；(2) 拉力做的功： WFs12 N30 m360 J ，拉力的功率：P 24 W.Wt 360 J15 s答案 (1)在 015 s 内，物体受到的摩擦力的大小是 12 N，方向水平向左(2)在 015 s 内，拉力 F 的功率是 24 W
